Законы развития технических систем (ЗРТС, ТРИЗ)

Законы развития технических систем (ЗРТС) — центральное открытие Генриха Альтшуллера: технические системы эволюционируют не случайно, а по объективным, повторяющимся закономерностям, которые можно изучать и использовать для прогноза. Законы объединены в три группы: статика (условия, при которых система вообще может возникнуть и выжить), кинематика (направления развития жизнеспособной системы независимо от конкретных условий) и динамика (развитие в конкретных условиях — с учётом технологий и материалов). Эта страница — обзорная карта: она объясняет устройство всей системы законов и ведёт к отдельной подробной странице по каждому закону.

Происхождение и исследовательская база

Идеи, из которых выросла ТРИЗ, зародились в 1946 году, когда Альтшуллер работал с патентами; к 1969 году он просмотрел порядка 40 тысяч патентных описаний, выясняя, как на самом деле совершаются изобретения. В источниках встречаются и гораздо большие оценки — миллионы патентов за десятилетия работы его школы, — цифры расходятся в зависимости от того, что именно считать. Главный вывод не зависит от точной цифры: развитие принципиально разных технических объектов — от паровых машин до электронных приборов — следует одним и тем же закономерностям, независимо от отрасли.

Систематически законы изложены в книге «Творчество как точная наука» (1979). В англоязычных обзорах систему 1979 года описывают как восемь законов в трёх группах; последователи Альтшуллера дополняли и переструктурировали её, поэтому в русскоязычных изложениях чаще встречается схема из девяти законов, а разные авторы группируют их по-своему. Каталог OrgDevTools следует распространённой схеме 3 + 3 + 3: по три закона в каждой группе. Важно понимать, что это способ изложения, а не догма: состав и группировка в разных источниках отличаются, содержание законов — общее.

Логика группировки описывается так: система, во-первых, должна реализовать принцип действия и выжить (статика), затем совершенствоваться в определённом направлении (кинематика), и, наконец, достигать наиболее эффективного функционирования в реальных условиях (динамика). Отсюда практическое правило порядка применения: сначала проверять условия жизнеспособности, затем направление развития, затем механизмы совершенствования. Прогностическая сила системы — в том, что зная, на какой стадии находится продукт, можно предсказать вероятные ближайшие шаги его развития, а не только объяснить уже случившееся.

Иллюстрация действия законов «в одном предмете» — эволюция бритвенных станков. В 1971 году появился Gillette Trac II — первый станок с двумя лезвиями в одном картридже. В 1998 году вышел Mach3 — первая технология с тремя лезвиями. В 2006 году — Fusion с пятью лезвиями на рабочей стороне и шестым на обратной; позже на рынке появлялись модели с шестью и семью лезвиями. Это иллюстрация пути «моно — би — поли» из закона перехода в надсистему: объединение однородных элементов даёт качественный скачок. В то же время вопрос, оправдывает ли каждое следующее лезвие рост сложности и цены, — это уже вопрос закона идеальности: растут ли польза, затраты и вред пропорционально. Один и тот же пример читается сразу через несколько законов — в этом и состоит практическая ценность системы.

Технические системы развиваются не хаотично, а подчиняются объективным законам — и знание этих законов позволяет предсказывать эволюцию, а не только объяснять её постфактум.

Ключевые идеи и принципы

1. Принцип: три группы законов отвечают на три разных вопроса о системе

   Статика отвечает на вопрос «может ли эта система вообще работать?». Кинематика — «в каком направлении она будет развиваться?». Динамика — «за счёт чего именно она будет совершенствоваться в условиях конкретных технологий?». Смешивать группы нельзя: пытаться прогнозировать направление развития (кинематика) системы, которая не удовлетворяет условиям жизнеспособности (статика), — значит строить прогноз на нерабочем фундаменте.

2. Группа I — статика: условия жизнеспособности

   Три закона задают минимальные условия, при которых техническая система вообще возникает и выживает. Закон полноты частей системы: система обязана иметь четыре части — двигатель, трансмиссию, рабочий орган и орган управления, причём каждая должна минимально работать. Закон энергетической проводимости: энергия должна сквозным потоком проходить по всем частям — разрыв цепи в любом звене делает систему неработоспособной. Закон согласования ритмики: части должны работать в согласованном темпе, частоте и ритме, иначе исправная система теряет эффективность или разрушается. Три закона образуют последовательный фильтр: система, не прошедшая любой из них, нежизнеспособна независимо от достоинств остальных.

3. Группа II — кинематика: направление развития

   Три закона описывают, в каком направлении развивается жизнеспособная система, независимо от конкретных условий. Закон увеличения степени идеальности: системы развиваются в сторону роста отношения пользы к затратам и вреду; предел — функция выполняется, а системы нет. Закон неравномерности развития частей системы: части развиваются с разной скоростью, и отстающая часть становится узким местом, порождающим противоречие. Закон перехода в надсистему: исчерпав возможности развития, система объединяется с другими в би- или поли-систему и продолжает развитие на уровне выше.

4. Группа III — динамика: механизмы совершенствования

   Три закона показывают, за счёт чего система совершенствуется в конкретных условиях. Закон перехода с макроуровня на микроуровень: рабочие органы со временем «уходят вглубь» — в структуру вещества, молекулы, поля (классический пример — винт, заменённый газовой струёй). Закон увеличения степени вепольности: системы переходят от неуправляемого контакта к веполям, всё более управляемым, дисперсным и отзывчивым. Закон динамизации: системы становятся гибче и управляемее — жёсткие конструкции заменяются подвижными и перестраиваемыми.

5. Принцип: законы взаимосвязаны и действуют одновременно

   Реальная эволюция редко следует одному закону изолированно. Один шаг развития — например, появление станка с несколькими лезвиями — одновременно иллюстрирует переход в надсистему, рост идеальности (или её проблемы), рост управляемости. Поэтому полноценный анализ проверяет применимость каждого закона, а не останавливается на первом очевидном. Связи законов с другими инструментами ТРИЗ тоже важны: идеальность — основа идеального конечного результата в АРИЗ и триммировании; логику стадий развития расширяет S-образная кривая; сводный прогноз по всем законам делает ТРИЗ-прогнозирование; конкретные решения даёт вепольный анализ и 76 стандартов.

6. Принцип: законы применимы прогностически, а не только диагностически

   Законы удобно использовать двояко. Диагностически — чтобы найти слабое место: проверить, все ли четыре части на месте, где разрывается цепь энергии, какая часть отстаёт. Прогностически — чтобы понять, куда система пойдёт дальше: она усложняется, объединяется, «уходит вглубь» или упрощается. Второе — более ценное, но и более требовательное: прогноз требует понимания стадии развития системы и не даёт сроков, а только вероятные направления.

7. Принцип: как читать законы применительно к организации — только как аналогию

   Законы выведены для технических систем; их прямой перенос на организации, программные и бизнес-системы требует осторожной интерпретации. Полезная рабочая схема: у процесса или продукта организации можно спросить — все ли обязательные части есть и работают (статика), в какую сторону он развивается и что его тормозит (кинематика), какие механизмы его совершенствования доступны сейчас (динамика). Это набор вопросов, а не научное утверждение о том, что организации развиваются по тем же законам. Там, где аналогия натянута, честнее сказать об этом прямо, чем подгонять явление под закон.

8. Принцип: как измерять пользу от применения законов

   Чтобы работа с законами не осталась упражнением, заранее договоритесь о показателях. Категории устойчивы: число выявленных «узких мест» и доля из них, которые устранены; число обоснованных гипотез развития продукта, проверенных на практике; время от обнаружения проблемы до решения; доля решений, где закон помог выбрать направление, а не только объяснить итог. Если гипотезы развития систематически не подтверждаются, вероятнее всего, законы применяются к системе, которая не проходит проверку по статике, либо аналогия слишком натянута.

Ограничения, слепые зоны и критика

Типовые ошибки

1. Ошибка 1: изучают законы абстрактно, не соотнося с реальной эволюцией продуктов организации.

   Законы остаются теоретическим знанием, не применяемым к анализу конкретной истории развития продуктов или технологий компании.

   Как избежать

   для каждой группы законов находить конкретные примеры её проявления в истории продуктов организации или отрасли.

2. Ошибка 2: применяют законы группы кинематики к системе, ещё не прошедшей стадию статики.

   Команда пытается прогнозировать направление развития системы, которая ещё не удовлетворяет базовым условиям жизнеспособности (законам статики).

   Как избежать

   сначала проверять соответствие системы законам статики, прежде чем применять законы более поздних стадий развития.

3. Ошибка 3: используют законы изолированно, не учитывая их взаимосвязь.

   Анализ фокусируется на одном законе, игнорируя, что реальная эволюция системы обычно определяется сочетанием нескольких законов одновременно.

   Как избежать

   рассматривать применимость всех законов к системе по каждой из трёх групп, а не ограничиваться одним изолированным анализом.

4. Ошибка 4: принимают законы за расписание развития, а не за направление.

   Закон превращается в предсказание сроков: «раз система на такой-то стадии, то к такому-то году будет то-то». Законы этого не дают: они указывают вероятные направления и условия, но не даты и не гарантии.

   Как избежать

   формулировать выводы как гипотезы с признаками проверки («если закон работает, мы увидим…») и пересматривать их по факту.

5. Ошибка 5: подгоняют организационные явления под законы, когда аналогия не работает.

   Чтобы «применить закон», в организации ищут «двигатель», «трансмиссию» и «рабочий орган» там, где они не различаются, или «энергию», которой нет. Итог — красивая схема, не дающая полезных выводов.

   Как избежать

   использовать законы как вопросы; если ответа на вопрос в организации не находится, честно отмечать, что аналогия здесь не работает, и переходить к другому закону.

План внедрения

1. Месяц 1: изучить законы по группам

   Изучить все законы, сгруппированные по трём группам, — по одной странице на закон (ссылки выше). Для каждого закона записать одну формулировку «в двух предложениях» и один пример из вашей отрасли. Начинать со статики.

2. Месяц 2: провести ретроспективный анализ развития ключевого продукта

   Разобрать историю развития одного продукта организации или его отраслевого аналога через призму всех трёх групп: где проявлялись условия жизнеспособности, каким было направление развития, какие механизмы совершенствования сработали. В фрейме — записать результат по каждой группе в поле заметки.

3. Месяц 3: сформулировать гипотезы развития

   Использовать законы, чтобы сформулировать вероятные направления развития продукта (как гипотезы, а не сроки). Для сводного прогноза перейти к методике «ТРИЗ-прогнозирование».

4. Далее: поддержание и обновление

   Регулярно возвращаться к законам при стратегическом планировании продукта: проверять гипотезы по факту, обновлять ретроспективу и добавлять примеры.

Как реализовать этот план с помощью фрейма «Законы развития технических систем» в OrgDevTools

Фрейм «Законы развития технических систем» в OrgDevTools — обзорный фрейм-навигатор из трёх вкладок; для глубокого разбора каждого закона предназначены отдельные фреймы на страницах этих законов.

• Вкладка «Группы законов» — три карточки: «Группа I · Статика», «Группа II · Кинематика», «Группа III · Динамика». В каждой перечислены три закона группы, дана подсказка о смысле группы и есть свободное поле, куда вписывается результат месяца 2 плана: где эта группа законов проявилась в развитии продуктов организации. Рядом с названием вкладки показан счётчик «проработано из 3».

• Вкладка «Визуализация» — три кольца, по одному на группу: кольцо закрашено и подписано «проработано», если поле заметки группы не пустое, и «не начато», если пустое. Важно понимать: «проработано» означает только «что-то записано», фрейм не оценивает качество записи.

• Вкладка «Итоги» — заголовок «ЗРТС: обзорная карта девяти законов» и вердикт: если ни одна группа не заполнена — предложение начать с любой; если заполнена часть — «Проработано N из 3 групп. Ещё не рассмотрена: …» с перечислением незаполненных групп; если заполнены все три — предложение перейти к отдельным темам законов. Внизу кнопка «Создать задачу →» предлагает завести задачу «Проработать оставшиеся группы законов ЗРТС» с перечнем нерассмотренных групп.

• Чего фрейм не делает — не содержит ссылок на страницы отдельных законов (строка «Каждый закон подробно раскрыт в собственной отдельной теме» — обычный текст), не проверяет, к какому закону относится ваш пример, и не оценивает достоверность записей. Ссылки на подробные страницы — в тексте выше, а работа по каждому закону идёт в его собственном фрейме.

Книги по теме

Г. Альтшуллер — «Творчество как точная наука» (1979). Систематическое изложение законов развития технических систем — первоисточник.

G. S. Altshuller — «Creativity as an Exact Science: The Theory of the Solution of Inventive Problems» (Gordon and Breach, 1984), перевод Anthony Williams. Английский перевод той же работы — для сверки терминологии.

Ю. Саламатов — «Система законов развития техники» (первое издание — Петрозаводск, 1991; переиздание — Красноярск, 1996). Развитие и систематизация законов последователем Альтшуллера.

Yuri Salamatov — «TRIZ: The Right Solution at the Right Time: A Guide to Innovative Problem Solving» (Insytec, 1999). Английское изложение ТРИЗ, включая систему законов развития, адаптированное для западного читателя.